KR20100109191A - 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로브카드 검사장치 제어방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면 카메라, 평탄도 측정수단, 오픈검사수단을 구비한 비전검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치 제어방법에 있어서, (a) 사용자의 선택에 따라 선택된 프로브카드의 상대좌표 배열데이터를 로드하는 단계; (b) 상기 카메라를 프로브카드 검사장치의 중앙으로 이동시키는 단계; (c) 상기 평탄도 측정수단을 이용하여 프로브카드의 평탄도를 측정하고, 프로브카드의 모든 핀에 대한 평탄데이터를 산출하는 단계; (d) 산출된 평탄데이터를 근거로 상기 카메라를 Z축으로 상향이동시는 단계; (e) 상기 카메라를 제어하여 핀 배열영상을 촬영하고 촬영된 핀 배열영상을 분석해 기준핀을 탐색하며, 기준핀이 탐색된 경우 최적의 카메라 렌즈 초점값을 가지도록 상기 카메라의 Z축 위치를 조절하여 핀 배열영상을 촬영하고, 촬영된 핀 배열영상을 분석해 탐색된 기준핀의 위치를 판단한 후 상대좌표 배열데이터와 비교하여 X, Y 좌표의 오프셋 데이터를 산출하는 단계; (f) 카메라로부터 가장 멀리 있는 핀을 탐색하고, 카메라로부터 가장 멀리 있는 핀이 탐색된 경우 최적의 카메라 렌즈 초점값을 가지도록 상기 카메라의 Z축 위치를 조절하여 핀 배열영상을 촬영하며, 촬영된 핀 배열영상을 분석해 탐색된 가장 멀리있는 핀의 위치를 판단한 후 상대좌표 배열데이터의 기준핀과 가장 멀리있는 핀 사이의 기울기와 실제 측정된 기준핀과 가장 멀리 있는 핀 사이의 기울기를 이용하여 회전오차 데이터를 산출하는 단계; 및 (g) 상대좌표 배열데이터, 모든 핀에 대한 평탄데이터, X, Y 좌표의 오프셋 데 이터, 회전오차 데이터를 이용하여 프로브카드 각 핀의 상대좌표 배열데이터를 보정/저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치 제어방법이 제공된다.

프로브카드, 검사, 평탄도, 핀 정렬, 단락, 오픈

Description

비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치 제어방법{CONTRIL METHOD FOR PROBE CARD INSPECTION APPARATUS HAVING VISION INSPECTING FUNCTION}

본 발명은 프로브카드의 검사장치 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프로브카드 핀들의 평탄도 검사, 핀들의 정렬상태검사, 프로브카드의 단락 또는 오픈 여부를 자동으로 검사할 수 있는 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치 제어방법에 관한 것이다.

프로브카드(Probe card)는 특정 반도체 제조 공정(FAB)이 완료된 웨이퍼(Wafer) 상에 있는 각각의 칩(Chip)들을 검사하기 위한 것으로, PCB 위에 에폭시(Epoxy)로 고정시킨 니들을 이용하여 각각의 테스트하려는 칩의 패드(Pad)에 접촉시킨 후 테스트 시스템의 전기적 신호를 칩 상에 전달하여 웨이퍼의 양품과 불량품을 구분하는데 사용되는 핵심 장치이다.

프로브카드 검사장치는 반도체 전(前) 공정 마지막 단계에서 웨이퍼를 검사 하는 장비에 들어가는 전술한 프로브카드의 불량을 분석하고 찾아내는 검사장비로서 PCB 기판에서 프로브카드의 핀(needle)과 여러 부품들을 부착한 상태에서 프로브카드의 불량을 찾아냄으로써 양질의 제품을 생산하기 위한 검사장치이다. 이러한 프로브카드 검사장치는 현재는 프로브카드 분야에서 사용되고 있지만 앞으로는 다양한 분야의 계측시스템에도 적용이 가능하다.

전술한 프로브카드 검사장치에 관련된 선행기술이 한국등록특허공보 제10-0787401호(2007.12.21) "프로브 장치 및 피검사체 검사 방법"에 개시되어 있다. 상기 선행기술은 웨이퍼 형상 기판(W)상에 형성된 피검사체의 전기적 특성 검사를 실행하는 프로브 장치에 있어서, 프로버실과, 상기 프로버실내에 배치되고 복수의 피검사체가 형성된 웨이퍼 형상 기판을 탑재하기 위한 탑재대와, 상기 프로버실에 배치되며 복수의 프로브를 가지며 상기 탑재대와 대향하여 배치되는 프로브카드와, 상기 피검사체의 Z축 방향의 위치를 측정하는 광학적 방법을 이용한 제 1 측장기와, 상기 프로브카드의 Z 방향의 위치를 측정하는 광학적 방법을 이용한 제 2 측장기를 구비하는 프로브 장치에 관한 것이다.

상기 선행기술은 칩과 프로브 사이의 거리를 정확하게 실측하고, 정밀한 측정이 가능한 이점이 있다. 다만, 핀들의 정렬 상태나 프로브카드의 단락 여부 등 복합적인 작업을 수행하기기 어렵고, 전술한 검사를 수행하기 위해서는 프로브카드를 다른 장치로 이동시켜야 하고 이로 인해 시간의 지연 및 프로브카드가 파손될 염려 등의 단점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출 된 것으로, 본 발명의 일 실시예는 프로브카드의 핀들의 평탄도 검사, 핀들의 정렬상태검사, 프로브카드의 단락 또는 오픈 여부를 하나의 장치내에서 연속적으로 검사할 수 있는 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 카메라, 평탄도 측정수단, 오픈검사수단을 구비한 비전검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치 제어방법에 있어서, (a) 사용자의 선택에 따라 선택된 프로브카드의 상대좌표 배열데이터를 로드하는 단계; (b) 상기 카메라를 프로브카드 검사장치의 중앙으로 이동시키는 단계; (c) 상기 평탄도 측정수단을 이용하여 프로브카드의 평탄도를 측정하고, 프로브카드의 모든 핀에 대한 평탄데이터를 산출하는 단계; (d) 산출된 평탄데이터를 근거로 상기 카메라를 Z축으로 상향이동시는 단계; (e) 상기 카메라를 제어하여 핀 배열영상을 촬영하고 촬영된 핀 배열영상을 분석해 기준핀을 탐색하며, 기준핀이 탐색된 경우 최적의 카메라 렌즈 초점값을 가지도록 상기 카메라의 Z축 위치를 조절하여 핀 배열영상을 촬영하고, 촬영된 핀 배열영상을 분석해 탐색된 기준핀의 위치를 판단한 후 상대좌표 배열데이터와 비교하여 X, Y 좌표의 오프셋 데이터를 산출하는 단계; (f) 카메라로부터 가장 멀리 있는 핀을 탐색하고, 카메라로부터 가장 멀리 있는 핀이 탐색된 경우 최적의 카메라 렌즈 초점값을 가지도록 상기 카메라의 Z축 위치를 조절하여 핀 배열영상을 촬영하며, 촬영된 핀 배열영상을 분석해 탐색된 가장 멀리있는 핀의 위치를 판단한 후 상대좌표 배열데이터의 기준핀과 가장 멀리있는 핀 사이의 기울기와 실제 측정된 기준핀과 가장 멀리 있는 핀 사이의 기울기를 이용하여 회전오차 데이터를 산출하는 단계; 및 (g) 상대좌표 배열데이터, 모든 핀에 대한 평탄데이터, X, Y 좌표의 오프셋 데이터, 회전오차 데이터를 이용하여 프로브카드 각 핀의 상대좌표 배열데이터를 보정/저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치 제어방법이 제공된다.

여기서, 상술한 비전검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치 제어방법은, (h) 상기(g) 단계에서 산출된 각 핀의 보정된 상대좌표 데이터를 적용하여 상기 카메라와 상기 오픈검사수단을 제어하여 각 핀에 대한 비전측정과 오픈검사를 수행하고, 비전측정결과와 오픈검사결과를 저장하는 단계를 더 포함하도록 구성될 수 있다.

또한, 상술한 (e) 단계는, (e1) 상기 상대좌표 배열데이터를 분석하여 상기 카메라의 중심과 가장 근접한 위치에 있는 기준핀 데이터를 확인하는 단계; (e2) 상기 카메라의 중심을 상대좌표 배열데이터의 원점으로 가정하고, 상기 카메라를 상대좌표 배열데이터의 기준핀 데이터에 따라 이동시키는 단계; (e3) 상기 카메라를 제어하여 핀 배열영상을 촬영하고, 촬영된 핀 배열영상에 기준핀이 촬영되었는지 여부를 판단하는 단계; (e4) 상기 (e3) 단계에서 기준핀이 촬영되지 않은 경우 미리 설정된 알고리즘에 따라 상기 카메라를 나선형 방향으로 중첩되지 않게 다음 위치로 이동시킨 후 상기 (e3) 단계로 되돌아가는 단계; (e5) 상기 (e3) 단계에서 기준핀이 촬영된 경우 최적의 카메라 렌즈 초점값을 가지도록 상기 카메라의 Z축 위치를 조절하고 핀 배열영상을 촬영하는 단계; (e6) 상기 오픈검사수단의 탐침을 상기 기준핀에 접촉시키고, 상기 기준핀이 독립된 채널에 속하는지 판단하는 단계; (e7) 상기 (e6) 단계에서 판단한 결과 독립된 채널이 아닌 경우 상기 (e4) 단계로 되돌아 가고, 독립된 채널인 경우 핀 배열영상을 촬영하여 상대좌표 배열데이터와 비교하여 X, Y 좌표의 오프셋 데이터를 산출하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.

또한, 상술한 (f) 단계는, (f1) 상기 상대좌표 배열데이터를 분석하여 상기 카메라의 중심과 가장 멀리있는 핀 데이터를 확인하는 단계; (f2) 상기 카메라의 중심을 상대좌표 배열데이터의 원점으로 가정하고, 상기 카메라를 카메라의 중심과 가장 멀리있는 핀 데이터에 따라 이동시키는 단계; (f3) 상기 카메라를 제어하여 핀 배열영상을 촬영하고, 촬영된 핀 배열영상에 카메라의 중심과 가장 멀리있는 핀이 촬영되었는지 여부를 판단하는 단계; (f4) 상기 (f3) 단계에서 카메라의 중심과 가장 멀리있는 핀이 촬영되지 않은 경우 미리 설정된 알고리즘에 따라 상기 카메라를 나선형 방향으로 중첩되지 않게 다음 위치로 이동시킨 후 상기 (f3) 단계로 되돌아가는 단계; (f5) 상기 (f3) 단계에서 카메라의 중심과 가장 멀리있는 핀이 촬영된 경우 최적의 카메라 렌즈 초점값을 가지도록 상기 카메라의 Z축 위치를 조절하고 핀 배열영상을 촬영하는 단계; (f6) 상기 오픈검사수단의 탐침을 상기 카메라 의 중심과 가장 멀리있는 핀에 접촉시키고, 상기 카메라의 중심과 가장 멀리있는 핀이 독립된 채널에 속하는지 판단하는 단계; 및 (f7) 상기 (f6) 단계에서 판단한 결과 독립된 채널이 아닌 경우 상기 (f4) 단계로 되돌아 가고, 독립된 채널인 경우 핀 배열영상을 촬영하고, 촬영된 핀 배열영상을 분석해 탐색된 가장 멀리있는 핀의 위치를 판단한 후 상대좌표 배열데이터의 기준핀과 가장 멀리있는 핀 사이의 기울기와 실제 측정된 기준핀과 가장 멀리 있는 핀 사이의 기울기를 이용하여 회전오차 데이터를 산출하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.

또한, 상술한 (h) 단계는, (h1) 보정된 상대좌표 데이터와 모든 핀에 대한 평탄데이터를 로드하는 단계; (h2) 미리 설정된 알고리즘에 따라 측정대상 핀의 보정된 상대좌표 데이터에 따라 상기 카메라를 이동시키는 단계; (h3) 측정대상 핀의 평탄데이터를 참조하여 상기 카메라를 Z축방향으로 상향이동시키는 단계; (h4) 측정대상 핀의 중앙위치로 상기 카메라를 이동시키는 단계; (h5) 상기 카메라를 이용하여 측정대상 핀 영상을 촬영하고, 촬영된 핀 영상을 분석하여 비전측정데이터(X,Y 정렬 데이터, 팁 사이즈 데이터)를 산출/저장하는 단계; (h6) 상기 카메라의 중앙으로 상기 탐침을 이동시킨 후, 상기 탐침이 상기 카메라의 중앙에 위치하면 평탄데이터를 참조하여 상기 탐침을 Z축방향으로 상향이동시켜 측정대상 핀에 접촉시키는 단계; (h7) 상기 오픈검사수단을 제어하여 오픈검사를 수행하는 단계; (h8) 오픈검사결과 전기신호가 검출되는지 판단하는 단계; (h9) 전기신호가 검출되지 않는 경우 최적의 카메라 렌즈 초점값을 가지도록 상기 카메라의 Z축 위치를 조절하고, 상기 (h6) 단계로 되돌아가는 단계; (h10) 전기신호가 검출되는 경우 로드 셀을 이용하여 측정대상 핀의 무게를 측정하고 저장하는 단계; 및 (h11) 프로브카드의 모든 핀에 대한 검사가 완료되었는지 판단하고, 검사가 완료된 경우 측정된 결과를 저장하고 과정을 종료하며, 검사가 완료되지 않은 경우 미리 설정된 알고리즘에 따라 다음 측정대상 핀을 선택하고 상기 (h2) 단계로 되돌아가는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.

또한, 상술한 (e5) 단계 또는 (f5) 단계 또는 (h9) 단계에서 최적의 카메라 렌즈 초점값을 가지도록 상기 카메라의 Z축 위치를 조절하는 방법은, (가) 최초위치에서 상기 카메라를 통해 제 1 영상을 촬영한 후, 상기 카메라를 설정거리만큼 Z축으로 상향이동시켜 제 2 영상을 촬영하고 제 1 영상과 제 2 영상을 비교하여 카메라 초점값의 증가/감소 여부를 판단하는 단계; (나) 상기(가) 단계에서 카메라 초점값이 증가된 경우 최초위치에서 상기 카메라를 반복적으로 설정거리만큼 Z축으로 하향이동시키면서 영상을 촬영하고, 촬영된 영상과 하향이동 전 촬영된 영상을 비교하여 카메라 초점값이 감소되는 최적영역을 검출하는 단계; (다) 상기 (가) 단계에서 카메라 초점값이 감소된 경우 최초위치에서 상기 카메라를 반복적으로 설정거리만큼 Z축으로 상향이동시키면서 영상을 촬영하고, 촬영된 영상과 상향이동 전 촬영된 영상을 비교하여 카메라 초점값이 증가되는 최적영역을 검출하는 단계; 및 (라) 설정거리가 1㎛인지 판단하고, 설정거리가 1㎛를 초과하는 경우 설정거리를 감소시켜 설정거리를 재설정하며 최초위치를 검출된 최적영역의 중간위치로 재설정한 후 상기 (가) 단계 내지 (다) 단계를 다시 수행하고, 설정거리가 1㎛인 경우 검출된 최적영역을 최적의 카메라 렌즈 초점값을 가지는 상기 카메라의 Z축 위치로 결정하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.

이때, 상술한 (가) 단계 내지 (다) 단계는 3번 반복하여 수행되고, 상술한 (가) 단계 내지 (다) 단계가 첫번째로 수행되는 경우 카메라를 Z축으로 상향이동된 최초위치가 상대적 위치로 0으로 정의되며, 총 이동범위는 Z축으로 '-32㎛ ~ +32㎛'까지이고, 설정거리는 8㎛이며, 상술한 (가) 단계 내지 (다) 단계가 두번째로 수행되는 경우 첫번째로 검출된 최적영역의 중간위치가 최초위치로 정의되고, 총 이동범위는 Z축으로 '첫번째 중간위치-12㎛ ~ 첫번째 중간위치+12㎛'까지이며, 설정거리는 4㎛이고, 상술한 (가) 단계 내지 (다) 단계가 세번째로 수행되는 경우 두번째로 검출된 최적영역의 중간위치가 최초위치로 정의되고, 총 이동범위는 Z축으로 '두번째 중간위치-4㎛ ~ 두번째 중간위치+4㎛'까지이며, 설정거리는 1㎛이도록 구성될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면 첫째, 하나의 장치 내에서 프로브카드의 핀들의 평탄도 검사, 핀들의 정렬상태검사, 프로브카드의 단락 또는 오픈 여부를 자동으로 검사할 수 있는 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치를 제공할 수 있다.

둘째, 전술한 검사를 하나의 장치에서 수행하므로 검사 시간의 감소 및 검사 효율을 향상시킬 수 있다.

먼저, 도 1 내지 도 11을 참조하여, 본 발명에 따른 비전검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치의 기계적인 구성 및 그 특징에 대하여 이하에서 설명하도록 한다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치를 도시한 사시도이고, 도 2 는 도 1에 도시된 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치의 측면도이고, 도 3 은 도 1에 도시된 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치의 정면도이고, 도 4 는 도 1에 도시된 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치의 평면도이고, 도 5 는 도 1에 도시된 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치에 채용된 지지프레임을 도시한 사시도이고, 도 6 은 도 1에 도시된 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치에 채용된 승강부의 측면도이고, 도 7 은 도 1에 도시된 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치에 채용된 카메라부의 측면도이고, 도 8 은 도 1에 도시된 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치에 채용된 평탄측정척을 도시한 사시도이고, 도 9 는 도 1에 도시된 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치에 채용된 탐침부를 도시한 측면도이고, 도 10 은 도 9에 도시된 탐침부의 수평이동부를 도시한 측면도이고, 도 11 은 도 10에 도시된 탐침부의 수직이동부를 도시한 측면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치(1)는 본체(10), X축 구동부(20), Y축 구동부(30), 지지프레임(40), 승강 부(50), 카메라부(60), 탐침부(70), 제어부(80)를 포함한다.

본체(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 내부가 비어 있는 육면체 형상이며, 이 본체(10)의 상측에는 포고블록 인터페이스(11a)가 형성된 마더보드(Mother Board,11)가 설치된다. 상기 마더보드(11)에는 프로브카드(미도시)가 장착되며, 마더보드(11)는 포고블록 인터페이스(11a)에 의해 프로브카드를 후술할 제어부(80)와 연결시키는 역할을 한다.

X축 구동부(20)는 후술할 Y축 구동부(30)를 X축 방향으로 이동시키는 역할을 하며, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 본체(10)의 내부 바닥에 설치되는 X축 구동모터(21)와, 일측이 X축 구동모터(21)의 단부에 연결되는 X축 커플링(22)과, 단부가 X축 커플링(22)의 타측에 연결되어 X축 구동모터(21)와 연동되는 X축 볼스크류(23)와, 이 X축 볼스크류(23)에 설치되며 X축 구동모터(21)의 회전에 의해 X축 볼스크류(23)를 따라 X축 방향으로 이동되는 X축볼스크류 슬라이더(24)로 구성된다.

상기 X축 구동부(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 본체(10)의 내부 바닥에 설치되는 X축 레일(25)과, 일측은 X축 레일(25)에 연결되고 타측은 X축볼스크류 슬라이더(24)에 고정되어 X축볼스크류 슬라이더(24)를 지지하는 X축 슬라이더(26)와, 일측은 본체(10)의 내부 바닥에 고정되고 타측은 X축볼스크류 슬라이더(24)에 고정되어 X축 슬라이더(26)를 지지하는 X축 체인(27)과, 본체(10)의 내부 바닥에 설치 되어 X축볼스크류 슬라이더(24)의 이동 거리를 제한하는 X축리미트스위치(28)를 더 구비한다.

Y축 구동부(30)는 후술할 지지프레임(40)을 Y축 방향으로 이동시키는 역할을 하며, 도 2에 도시된 바와 같이 X축볼스크류 슬라이더(24)의 상측에 설치되는 Y축 구동모터(31)와, 일측이 Y축 구동모터(31)의 단부에 연결되는 Y축 커플링(32)과, 단부가 Y축 커플링(32)의 타측에 연결되어 Y축 구동모터(31)와 연동되는 Y축 볼스크류(33)와, 이 Y축 볼스크류(33)에 설치되며 Y축 구동모터(31)의 회전에 의해 Y축 볼스크류(33)를 따라 Y축 방향으로 이동되는 Y축볼스크류 슬라이더(34)로 구성된다.

상기 Y축 구동부(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 본체(10)의 내부 바닥에 설치되는 Y축 레일(35)과, 일측은 Y축 레일(35)에 연결되고 타측은 Y축볼스크류 슬라이더(34)에 고정되어 Y축볼스크류 슬라이더(34)를 지지하는 Y축 슬라이더(36)와, 일측은 본체(10)의 내부 바닥에 고정되고 타측은 Y축볼스크류 슬라이더(34)에 고정되어 Y축 슬라이더(36)를 지지하는 Y축 체인(37)과, 본체(10)의 내부 바닥에 설치되어 Y축볼스크류 슬라이더(34)의 이동 거리를 제한하는 Y축리미트스위치(38)를 더 구비한다.

지지프레임(40)은 도 2에 도시된 바와 같이 Y축볼스크류 슬라이더(34)의 상 측에 설치되며 Y축 구동부(30)의 구동에 의해 Y축볼스크류 슬라이더(34)와 같이 이동된다. 또한, 지지프레임(40)은 X축 방향으로도 이동된다. Y축 구동부(30)가 X축 구동부(20)의 상측에 설치되어 있으므로 X축 구동모터(21)의 작동에 의해 Y축 구동부(30)와 지지프레임(40)이 X축 방향으로 함께 이동된다. 따라서, 지지프레임(40)에 설치되는 후술할 승강부(50), 카메라부(60), 탐침부(70)도 X축 또는 Y축 방향으로 이동이 가능하다.

상기 지지프레임(40)의 내벽에는 도 5에 도시된 바와 같이 후술할 승강부(50)의 상하 이동을 지지하는 지지레일(41)이 설치된다.

승강부(50)는 도 2에 도시된 바와 같이 지지프레임(40)의 내부에 수용되어 상하로 이동되는 승강몸체(51)와, 지지프레임(40)의 바닥에 설치되어 승강몸체(51)를 상하로 이동시키는 구동부(52)로 구성된다.

상기 승강몸체(51)의 외벽에는 도 6에 도시된 바와 같이 지지프레임(40)의 지지레일(41)에 지지되는 승강지지 슬라이더(51a)가 설치되고, 승강몸체(51)의 내벽 중앙에는 경사판(51b)이 설치된다.

상기 구동부(52)는 도 6에 도시된 바와 같이 지지프레임(40)의 바닥에 설치되는 구동모터(52a)와, 이 구동모터(52a)에 연결되어 좌우로 이동되는 구동슬라이 더(52b)와, 이 구동슬라이더(52b)와 지지로드에 의해 연결되는 구동경사판(52c)으로 구성된다. 구동경사판(52c)은 도 6에 도시된 바와 같이 승강몸체(51)의 경사판(51b)보다 면적이 작게 형성된다.

이하에서 승강부(50)의 작동 원리를 설명한다. 먼저 구동모터(52a)가 반시계 방향으로 회전되면 도 6을 기준으로 구동슬라이더(52b)가 좌측으로 이동된다. 구동슬라이더(52b)가 좌측으로 이동되므로 이와 연결된 구동경사판(52c)이 좌측으로 이동된다. 구동경사판(52c)이 좌측으로 이동되면 구동경사판(52c)과 면 접촉되어 있던 경사판(51b)이 마찰력에 의해서 우측으로 이동된다. 이때 경사판(51b)이 경사져 있으므로 우측 상방으로 이동된다. 경사판(51b)이 이동되므로 경사판(51b)이 일체로 고정된 승강몸체(51)가 상승된다. 승강몸체(51)는 승강지지 슬라이더(51a)가 지지레일(41)에 지지된 상태이고, 상승 범위가 마이크로미터 단위이므로 수직으로 상승된다.

카메라부(60)는 X축 구동부(20)와 Y축 구동부(30)에 의해 특정 좌표가 세팅된 후 승강부(50)에 의해 상승되어 프로브카드의 핀들의 평탄도와 정렬상태를 차례로 검사하는 것으로, 도 7에 도시된 바와 같이 승강부(50)의 일측에 고정되는 카메라 브래킷(61)과, 이 카메라 브래킷(61)에 고정되는 카메라(62)와, 도 8에 도시된 바와 같이 카메라(62)의 상측에 설치되는 평탄측정척(63)으로 구성된다.

이하에서 카메라부(60)의 작동 원리를 설명한다. 먼저, X축 구동부(20)와 Y축 구동부(30)에 의해 카메라(62)를 프로브카드의 중앙으로 이동시킨다. 다음으로, 승강부(50)에 의해 카메라(62)를 상승시켜 평탄측정척(63)이 프로브카드의 핀에 접촉되도록 한다. 이 상태에서 프로브카드의 핀과 평탄측정척(63)에 전류를 인가하여 평탄데이터를 측정한다. 측정이 완료되면 카메라(62)를 하강시킨다. 측정된 평탄데이터를 근거로 카메라(62)를 적정 위치로 상승시킨다. 이 상태에서 핀들의 정렬 상태를 검사한다.

탐침부(70)는 프로브카드의 평탄 및 정렬 상태 검사 이후에 프로브카드의 오픈 또는 단락 여부를 검사하는 것으로, 도 2 및 9에 도시된 바와 같이 승강부(50)의 타측에 설치되어 탐침(74)을 수평 방향으로 이동시키는 탐침수평이동부(71)와, 이 탐침수평이동부(71)의 상측에 설치되어 탐침(74)이 프로브카드의 핀에 접촉되도록 하는 탐침수직이동부(72)와, 이 탐침수직이동부(72)의 상측에 설치되어 탐침(74)의 접촉 하중을 측정하는 로드셀(73)과, 이 로드셀(73)의 단부에 설치되는 탐침(74)으로 구성된다.

상기 탐침수평이동부(71)는 도 10에 도시된 바와 같이 승강부(50)의 일측에 설치되는 브래킷(71a)과, 이 브래킷(71a)에 고정되며 일측에 리미트스위치(71ba)가 설치된 수평베이스(71b)와, 이 수평베이스(71b)에 고정되는 수평구동실린더(71c)와, 이 수평구동실린더(71c)의 단부에 연결되어 도 10을 기준으로 좌우로 이동되며 일측에 수평구동실린더(71c)에 지지되는 지지돌기(71da)가 형성된 수평이동브래킷(71 d)으로 구성된다.

상기 탐침수직이동부(72)는 도 11에 도시된 바와 같이 탐침수평이동부(71)의 수평이동브래킷(71 d)에 고정되며 상측에 하부지지돌기(72aa)가 형성된 하부베이스(72a)와, 하측에 하부베이스(72a)의 하부지지돌기(72aa)와 상응되는 상부지지돌기(72ba)가 형성되며 중앙에 캠홀(72bb)이 형성된 상부베이스(72b)와, 하부베이스(72a)에 설치되며 단부에 캠홀(72bb)에 수용되는 편심캡이 결합된 수직구동모터(72c,도 5참조)와, 일측은 하부베이스(72a)에 고정되고 타측은 상부베이스(72b)에 고정되어 수직구동모터(72c)의 구동에 의해 이격된 하부베이스(72a)와 상부베이스(72b)의 간격을 원상 회복시키는 탄성체(72d)로 구성된다.

이하에서 탐침부(70)의 작동 원리를 설명한다. 전술한 카메라부(60)에서 프로브카드의 평탄도 및 정렬도 검사가 종료된 후 카메라(62)를 프로브카드의 핀의 중앙 위치도 이동시킨다. 이 상태에서 탐침수평이동부(71)의 수평구동실린더(71c)를 구동시키면, 이 수평구동실린더(71c)에 고정된 탐침수직이동부(72)가 이동된다. 수평구동실린더(71c)를 구동시켜 탐침(74)이 카메라(62)의 중앙에 위치되도록 한다. 다음으로, 탐침수직이동부(72)의 수직구동모터(72c)를 구동시키면 수직구동모터(72c)에 고정된 편심캠(72ca)이 상부베이스(72b)의 캠홀(72bb)에서 회전되고, 이 편심캠(72ca)의 회전에 의해서 상부베이스(72b)가 위쪽으로 상승된다. 상부베이 스(72b)가 상승되므로 이에 고정된 로드셀(73)이 상승되고, 로드셀(73)이 상승되므로 탐침(74)이 상승되어 프로브카드의 핀에 탐침(74)이 접촉된다. 이 상태에서 전류를 인가하여 오픈 또는 단락 여부를 검사한다.

제어부(80)는 전술한 구성요소를 제어하는 것으로 이 제어부(80)에는 도 1에 도시된 바와 같이 프로브카드의 핀의 정렬 상태 등을 시각적으로 볼 수 있도록 모니터(80a) 등이 설치된다.

다음으로, 도 12 내지 도 20을 참조하여, 본 발명에 따른 비전검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치의 전자적 구성 및 그 제어방법에 대하여 이하에서 설명하도록 한다.

도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브카드 검사장치의 전자적 구성 블록도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비전검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치는 카메라(62), 평탄측정척(63), 척/카메라 구동부(20, 30, 52), 탐침(74), 탐침 이동부(71, 72), 제어부(80), 저장부(90), 릴레이 제어부(110), 릴레이 스위치(112), 테스트 로직 회로부(160), LRC 측정부(150) 및 전류 측정부(130)를 포함할 수 있다.

척/카메라 구동부(20, 30, 52)는 전술한 바와 같이 구성되어, 제어부(80)의 제어에 따라 척()과 카메라(62)를 X축 ,Y축 ,Z축 방향으로 이동시키게 된다.

카메라(62)는 제어부(80)의 제어에 따라 척/카메라 구동부(20, 30, 52)에 의 해 이동되어 프로브카드의 특정부분의 영상을 촬영하여 제어부(80)로 출력하게 된다. 제어부(80)는 카메라(62)로부터 출력되는 영상을 분석하여 저장된 측정대상 프로브카드의 프로브 핀 상대좌표 배열데이터(상대좌표 배열데이터란 프로브카드의 중심을 가상의 원점으로 하여 프로브카드를 구성하는 각 프로브 핀의 상대적 위치를 XY좌표계로 나타낸 데이터)를 보정하고, 보정된 상대좌표 배열데이터를 참조하여 프로브카드 각 프로브 핀의 위치로 카메라(62)를 이동시켜 각 핀의 영상을 촬영하며, 촬영된 영상을 이용하여 각 핀의 정렬도와 핀의 팁사이즈 등의 비전정보를 측정하고, 탐침(74)을 제어하여 각 핀에 대한 오픈검사를 수행하게 된다. 이러한 제어부(80)의 상세한 구성과 기능에 대해서는 후술하기로 한다.

탐침 이동부(71, 72)는 제어부(80)의 제어에 따라 탐침(74)을 X축, Y축, Z축으로 이동시켜 탐침과 측정대상 프로브 핀을 연결시키게 된다.

탐침(74)은 오픈검사시 제어부(80)의 제어에 따라 측정대상 프로브 핀에 접속되어 측정대상 핀으로부터 출력되는 전류를 입력받아 전류측정부(130)의 전류 입력단자로 출력하며, 또는, 오픈검사 중 핀서치 모드에서는 테스트 로직 회로부(160)에 연결되어 출력되는 기준전압을 측정대상 프로브 핀으로 출력하게 된다.

릴레이 스위치(112)는 본 발명에 따른 검사모드에 따라 전류측정부(130)와 프로브카드의 핀(채널)의 연결, 또는, 테스트 로직 회로부(160)와 프로브카드의 핀(채널)의 연결, 또는 LCR측정부(150)와 프로브카드의 핀(채널, 탐침)의 연결을 온/오프하게 된다. 릴레이 제어부(110)는 제어부(80)의 제어에 따라 릴레이 스위치(112)의 구동을 제어하게 된다. 상술한 바와 같은 릴레이 스위치(112)와 릴레이 제어부(110)는 별개로 구성될 수도 있으며, 또는 하나의 장치로 구현될 수도 있다.

전류측정부(130)는 일종의 전류측정장치로서, 기준전압을 생성하여 측정대상 프로브 핀으로 출력하는 기준전압 출력단자와 기준전압 인가에 따라 프로브 핀으로부터 출력되는 전류가 입력되는 입력단자가 구비되며, 쇼트검사, 누설전류검사, 오픈검사시 이용된다.

LCR측정부(150)는 캐패시터 측정을 위한 장치로서, 테스트신호를 측정대상 프로브 핀으로 출력하는 출력단자와 출력된 테스트신호가 프로브 핀을 거쳐 귀환되는 입력단자가 구비되어 캐패시터검사시 이용된다.

테스트 로직 회로부(160)는 기준전압을 생성하여 탐침(74) 또는 평탄측정척(63)을 통해 프로브 핀으로 출력하고, 신호입력단자를 통해 기준전압의 인가에 따라 특정 프로브 핀으로부터 출력되는 전류를 입력받아 데이터를 처리하는 장치로서, 오픈검사 중 핀서치, 평탄도검사시 이용된다.

평탄측정척(63)은 테스트 로직 회로부(160)의 기준전압 출력단자에 연결되고, 척/카메라 구동부(20, 30, 52)의 제어에 따라 Z축 방향으로 이동되어 적어도 하나 이상의 프로브 핀에 접속되며, 테스트 로직 회로부(160)로부터 입력되는 기준전압을 접속된 프로브 핀으로 출력하게 되고, 척/카메라 구동부(20, 30, 52)는 주제어부(평탄도 검사모듈)의 제어에 따라 테스트 척을 Z축 방향으로 이동시키게 된다. 상술한 평탄측정척(63)과 척/카메라 구동부(20, 30, 52)는 평탄도검사시 이용된다.

한편, 본 발명에 따른 비전검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치(100)는 오픈검사부, 쇼트검사부 등을 별도로 구비하지 않고, 검사모드에 따라 상술한 구성요소의 연결과 동작을 제어하여 검사모드에 따른 검사를 수행하게 된다. 따라서 상술한 릴레이 제어부(110), 릴레이 스위치(112), 제어부(80), 탐침(74), 탐침 이동부(71, 72), 전류측정부(130), LCR측정부(150), 테스트 로직 회로부(160), 척/카메라 구동부(20, 30, 52), 평탄측정척(63), 카메라(62)에 대해서는 각 검사모드에 따른 검사회로와 검사방법을 설명하면서 그 구성과 기능에 대해서 보다 더 상세하게 설명하도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 제어부(80)는 시스템 인증모듈(200), 채널데이터 로드모듈(202), 마더보드 데이터 생성모듈(204), 프로브카드 데이터 생성모듈(206), 오픈검사모듈(208), 비전측정모듈(209), 쇼트검사모듈(210), 누설전류검사모듈(212), 평탄도검사모듈(214) 및 캐패시터검사모듈(216)을 포함할 수 있다.

시스템 인증모듈(200)은 시스템의 보안기능을 수행하는 모듈로서, 하드디스크 등의 저장장치에 저장된 인증정보(맥주소, 하드디스크 정보, CPU 아이디 등)를 이용하여 시스템의 인증여부를 판단하고, 인증된 시스템인 경우 인증정보에 포함된 채널수, 평탄도 옵션정보를 변수로 설정하며, 인증에 실패하는 경우 프로그램을 종료하는 기능을 수행하게 된다. 이때 이용되는 인증정보는 프로그램이 최초로 설치될 때 관리자의 조작에 따라 생성되며, 암호화되어 저장장치에 저장된다.

채널데이터 로드모듈(202)은 전술한 인증정보에 포함된 채널변수를 로드하고, 저장된 채널변수가 5200 채널인 경우 확장채널의 사용을 허가하고, 저장된 채 널변수가 2600 채널인 경우 확장채널의 사용을 금지하게 된다. 프로브카드의 경우 2600 채널 이하로 구성된 프로브카드가 많이 사용되나, 경우에 따라서 2600 채널 이상으로 구성된 프로브카드가 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 오픈검사장치(100)는 2600 채널용 검사장비를 듀얼로 구성하여 2600 채널 이상을 사용하는 프로브카드를 검사할 수 있도록 구성되었다. 5200 채널지원기능이 기본적으로 제공되는 경우 상술한 채널데이터 로드모듈(202)은 필요하지 않으나, 5200 채널지원기능이 옵션기능으로 제공되는 경우 옵션기능을 구매한 사용자에 한해 5200 채널지원기능을 이용할 수 있도록 채널데이터 로드모듈(202)이 인증정보에 포함된 채널변수에 따라 확장채널의 사용여부를 제어하게 된다.

도 13a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마더보드 데이터 생성모듈의 동작과정을 도시한 순서도이고, 도 13b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마더보드 데이터 등록화면의 예시도이다.

마더보드 데이터 생성모듈(204)은 사용자의 입력에 따라 특정 마더보드의 정보를 입력받아 데이터베이스(220)에 등록하거나 수정하는 기능을 수행한다. 이러한 마더보드 데이터 생성모듈은 타사에서 제작된 마더보드와의 호환을 위해 안출된 기능이다. 즉, 타사에서 제작된 마더보드의 채널명과 본 발명에 따른 검사장치에서 이용되는 채널명이 다르게 구성될 수 있으므로, 채널맵핑을 통해 상호 대응되는 채널정보를 저장/이용함으로써 타사에서 제작된 마더보드를 이용해 프로브카드를 검사할 수 있게 된다.

사용자는 도 13b에 도시된 등록화면(등록 인터페이스)를 통해 마더보드의 정 보를 입력하여 마더보드 데이터를 데이터베이스(220)에 등록하게 된다. 먼저 사용자는 마더보드정보 입력창을 통해 마더보드정보를 입력하고 마더보드의 채널수를 등록한다(S900). 이때, 5200 채널지원기능은 옵션으로 선택한 사용자의 경우 확장채널모드 체크박스를 체크하면 마더보드의 채널이 5200까지 확장된다. 마더보드 데이터 생성모듈(204)은 마더보드가 2600 이상의 채널을 사용하는지 판단하고(S902), 마더보드가 2600 채널을 초과하는 채널을 사용하는 경우 확장채널로 맵핑하여 마더보드의 정보를 데이터베이스(220)에 등록/수정하며(S906, S908), 상기 마더보드가 2600 채널 이하의 채널을 사용하는 경우 일반채널로 맵핑하여 마더보드의 정보를 데이터베이스(220)에 등록/수정한다(S904, S908). 마더보드 등록화면 상의 '작업창 열기'를 선택하면, 채널맵핑시에 해당되는 채널이 채널매핑 테이블의 좌측 공백면에 표시되며, 사용자가 저장버튼을 누르면 화면의 내용이 데이터베이스와 액셀파일로 저장되게 된다.

도 14a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브카드 데이터 생성모듈의 동작과정을 도시한 순서도이고, 도 14b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브카드 데이터 등록화면의 예시도이다.

사용자는 도 14b에 도시된 바와 같이 구성되는 등록화면을 통해 프로브카드를 데이터베이스(220)에 등록하게 된다. 프로브카드의 등록은 해당 마더보드를 선택한 상태에서만 가능하며, 사용자가 프로브카드 등록을 실행하면 해당 마더보드 정보를 로드하고, 아래 오른쪽 창에 프로브카드 데이터를 입력하고 데이터 생성/적용 버튼을 누르면 왼쪽창에 맵핑된 데이터가 출력된다. 마지막으로 프로브카드를 검사할 때 필요한 파라메터를 등록하고 저장을 누르면, 프로브카드 관련정보가 데이터베이스에 등록되어 해당 프로브카드를 검사할 때 이용된다. 이때, 입력/저장되는 프로브카드 데이터에는 프로브카드의 핀의 상대좌표 배열데이터가 포함되어 있으며, 저장된 상대좌표 배열데이터는 후술하는 비전측정 및 오픈검사과정에서 이용된다. 통상적으로 최초 입력되는 프로브카드의 상대좌표 배열데이터는 프로브카드 생산기준에 따른 핀배열정보를 이용하여 구성될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 프로브카드 데이터 생성모듈(206)은 사용자의 입력에 따라 등록/수정하고자 하는 프로브카드에 대응되는 특정 마더보드 정보를 데이터베이스(220)로부터 로드하고(S1000), 사용자의 입력에 따라 프로브카드 데이터를 입력받아 마더보드 정보를 참조하여 채널맵핑을 수행한 후(S1002), 사용자의 입력에 따라 검사 파라메터 정보를 입력받아(S1004) 프로브카드 데이터, 채널맵핑 정보와 함께 프로브카드 데이터로 데이터베이스(220)에 등록/수정하게 된다(S1006).

한편, 상술한 오픈검사모듈(208), 비전측정모듈(209), 쇼트검사모듈(210), 누설전류검사모듈(212), 평탄도검사모듈(214) 및 캐패시터검사모듈(216)은 프로브카드 검사장치(100)의 구성각부를 제어하여 해당되는 검사를 수행하도록 구성된다.

도 15는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브카드 검사장치의 비전측정/오픈검사 과정을 전체적으로 도시한 순서도이다. 이하에서 도 15를 참조하여 본 발명에 따른 프로브카드 검사장치의 비전측정/오픈검사 과정을 상세하게 설명하도록 한다.

먼저, 제어부(80)는 사용자의 조작에 따라 선택된 프로브카드 데이터를 로드한다(S1500). 이때, 로드되는 프로브카드 데이터에는 프로브카드의 모든 프로브 핀의 상대적인 X좌표와 Y좌표를 의미하는 상대좌표 배열데이터가 포함되어 있다. 상대좌표 배열데이터란 프로브카드의 중심을 원점으로 하여 프로브카드를 XY평면으로 보아 각 프로브 핀이 위치되어 있는 상대적인 X좌표값과 Y좌표값을 의미한다. 예를 들어 프로브 핀1은 (0, 10), 프로브 핀2는 (10, 10) 등의 좌표값을 가지게 된다. 물론 이때, 보정전 최초 저장되어 있는 상대좌표 배열데이터는 정확하지 않은 값으로서, 프로브 핀 배열의 오차 또는 검사장치(1)의 기계오차 등으로 인하여 보정이 필요한 데이터이다.

따라서 본 발명에 따른 검사장치(1)는 카메라(62)를 통하여 기준핀을 탐색하고 그 위치를 측정함으로써 저장된 상대좌표 배열데이터에서의 기준핀의 위치와 실제 탐색된 기준핀의 위치를 비교하여 저장된 상대좌표 배열데이터의 XY오차 데이터(오프셋 데이터)를 측정한다(S1502). 예를 들어 기준핀을 프로브 핀1이라고 했을 때, 전술한 예에서 프로브 핀1의 상대좌표 배열데이터는 (0, 10)이었으나, 실제 측정된 프로브 핀1의 위치가 (-5, 15)인 경우 오프셋 데이터는 (-5, 5)가 된다. 본 발명에 따른 X,Y 오프셋 데이터 측정과정에 대해서는 도 16을 참조하여 후술하기로 한다.

이때, 측정된 오프셋 데이터는 하나의 기준핀(전술한 예에서 프로브 핀1)만을 기준으로 산출된 것이므로 회전오차는 반영되지 않았다. 따라서 기준핀을 이용한 XY오프셋 데이터가 측정된 후, 제어부(80)는 카메라(62)를 제어하여 카메라(62) 로부터 가장 멀리 위치되어 있는 프로브핀을 탐색하고, 가장 멀리 위치되어 있는 프로브핀의 위치를 측정한다. 이후, 기준핀과 가장 멀리 위치되어 있는 핀의 위치데이터를 이용하여 회전오차를 측정한다(S1504).

XY오프셋 데이터와 회전오차가 측정되면, 제어부(80)는 저장되어 있는 상대좌표 배열데이터에 측정된 XY오프셋 데이터와 회전오차를 반영하여 상대좌표 배열데이터를 갱신/저장한다(S1506). 여기서 갱신된 상대좌표 배열데이터는 본 발명에 따른 검사장치(1)가 각 프로브 핀의 위치를 탐색하기 위한 기준정보가 된다. 즉, 본 발명에 따른 제어부(80)는 갱신된 상대좌표 배열데이터 중 측정대상이되는 프로브 핀의 상대좌표 배열데이터로 카메라(62)를 이동시켜 측정대상 프로브 핀을 촬영하고 촬영된 영상을 이용하여 프로브 핀의 정렬데이터와 핀끝 사이즈 등 비전정보를 측정하고, 탐침(74)을 해당 프로브 핀에 접촉시켜 오픈테스트를 수행하게 된다.

상대좌표 배열데이터의 갱신/저장이 완료되면 제어부(80)는 평탄데이터와 갱신된 상대좌표 배열데이터를 로드하여, 각 프로브 핀에 대한 비전측정과 오픈검사를 수행하는 과정을 시작한다(S1508). 이때, 각 프로브 핀에 대한 측정순서는 미리 설정되어 있으며, 제어부(80)는 측정순서에 따라 측정대상이되는 프로브 핀의 상대좌표 배열데이터를 참조하여 해당되는 위치로 카메라(62)를 XY평면으로 이동시킨다(S1510).

측정대상 프로브 핀의 상대좌표에 따른 카메라(62)의 XY평면 이동이 완료되면, 제어부(80)는 카메라(62)를 적정 작업위치로 이동될 수 있도록 Z축으로 상향이동 시킨다(S1512). 이때 적정 작업위치는 후술하는 평탄도 측정과정을 통해 측정된 각 프로브 핀의 Z축 위치를 이용하여 미리 설정된 알고리즘에 따라 카메라(62)를 이용하여 측정대상 프로브 핀의 영상을 촬영하기에 적합하고, 또한, 탐침(74)을 프로브 핀에 접촉시키기에 적합한 위치로 결정된다. 이러한 적정 작업위치는 본 발명에 따른 검사장치(1)에 채택되는 카메라(62)의 해상도 등의 사양과, 탐침(74)의 수직이동 거리 등을 종합하여 결정되게 된다.

카메라(62)가 Z축으로 상향이동되어 적정 작업위치에 위치하게 되면, 제어부(80)는 카메라(62)를 이용해 측정대상 프로브핀의 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 비전측정을 수행하게 된다(S1514). 즉, 본 발명에 따른 제어부(80)는 촬영된 프로브핀 영상을 분석하여 핀 정렬도, 핀 끝 지름 등의 비전데이터를 산출하여 저장한다. 여기서 핀 정렬도란 측정대상 핀의 상대좌표 데이터(XY오프셋과 회전오차가 반영되어 갱신된 상대좌표 데이터)와 촬영된 영상을 분석하여 산출되는 실제 프로브핀의 위치좌표의 오차를 의미한다. 이러한 과정을 통하여 제어부(80)는 실제 프로브핀의 위치좌표를 정확하게 산출하여 저장/활용할 수 있게 된다.

비전측정과정이 종료되면, 제어부(80)는 측정대상 프로브핀이 정확하게 카메라의 중앙에 위치될 수 있도록 카메라(62)를 프로브핀의 중앙위치로 이동시킨다(S1516). 카메라(62)의 이동이 완료되면, 제어부(80)는 탐침(74)을 XYZ축으로 이동시켜 측정대상 프로브핀에 접촉시킨 후, 오픈검사를 수행한다(S1518, S1520).

오픈검사결과 미리 설정된 값에 해당되는 전기신호가 검출되지 않으면 제어부(80)는 스마트스캔 알고리즘을 이용하여 카메라의 Z축 위치를 조정한 후 S1516단계로 되돌아가서 다시 오픈검사를 수행한다(S1522, S1524). 즉, 제어부(80)는 비전 측정결과 측정대상 프로브핀이 탐색되었음에도 불구하고 전기신호가 검출되지 않으면 탐침(74)이 측정대상 프로브핀에 접촉되지 못한 것으로 판단하여 탐침(74)을 프로브핀에 정확하게 접촉시킬 수 있도록 카메라(62)의 Z축 위치를 재조정하게 되는 것이다. 이때 이용되는 스마트스캔 알고리즘을 이용한 카메라의 Z축 위치 조절방법에 대해서는 도 19를 참조하여 후술하기로 한다.

반면, 오픈검사결과 미리 설정된 값에 해당되는 전기신호가 검출되면 제어부(80)는 로드셀을 이용하여 프로브핀의 무게를 측정하고, 모든 프로브핀에 대한 검사가 완료되었는지 여부를 판단한다(S1526, S1528). 모든 프로브핀에 대한 검사/측정이 완료된 경우 과정을 종료하고, 측정이 완료되지 않은 경우 측정대상 프로브핀을 변경한 후 S1510단계로 되돌아 가여 다른 프로브핀에 대한 비전측정과 오픈검사를 수행한다(S1530).

도 16은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브카드 검사장치의 기준핀 탐색 및 X,Y 오프셋 데이터 측정과정을 도시한 순서도이다. 이하에서 본 발명에 따른 XY오프셋 데이터 측정과정을 도 16을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

먼저, 제어부(80)는 저장되어 있는 프로브카드의 상대좌표 배열데이터를 로딩한다(S1600). 상대좌표 배열데이터를 로딩한 후, 제어부(80)는 카메라를 본 발명에 따른 검사장치의 중앙으로 이동시킨다(S1602). 여기서 검사장치의 중앙이란, 비전측정이 수행되는 공간의 중심을 의미하는 것으로서, 검사장치 내에서의 XY평면상의 중심(원점)이 되는 위치이다.

이러한 기준핀 탐색과정에서 본 발명에 따른 검사장치는 프로브카드의 평탄도를 측정하는 과정을 먼저 수행하도록 구성될 수 있다(S1604). 평탄도를 측정하는 목적은 프로브카드를 구성하는 각 핀의 평탄데이터를 산출하는 동시에, 각 프로브 핀의 Z축 위치를 이용하여 미리 설정된 알고리즘에 따라 카메라(62)를 이용하여 측정대상 프로브 핀의 영상을 촬영하기에 적합하고, 또한, 탐침(74)을 프로브 핀에 접촉시키기에 적합한 위치로 결정하기 위함이다. 만일 별도의 과정을 통해 미리 프로브카드의 평탄도가 측정되어 카메라(62)의 적정 작업위치가 결정되어 있다면, 평탄도를 측정하는 과정이 생략될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 이러한 평탄도 측정을 위한 회로 구성 및 과정에 대해서는 도 17을 참조하여 후술하기로 한다.

카메라의 적정 작업위치가 결정되면, 제어부는 카메라(62)가 적정 작업위치게 위치될 수 있도록 Z축으로 상향이동시킨다(S1606).

다음으로, 제어부(80)는 저장된 상대좌표 배열데이터를 분석하여 카메라(62)의 중심과 가장 근접한 위치에 있는 기준핀 데이터를 확인한다(S1608). 카메라(62)의 중심과 가장 근접한 위치에 있는 핀을 기준핀으로 결정하는 것은 본 발명의 일 실시예일뿐이며, 이외에도 다양한 기준을 적용하여 기준핀이 결정되도록 구성될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.

기준핀 데이터가 확인되면, 제어부(80)는 카메라의 중심을 상대좌표 배열데이터의 원점으로 가정하고, 카메라(62)를 상대좌표 배열데이터의 기준핀 데이터에 따라 XY평면으로 이동시킨다(S1610).

카메라의 이동이 완료되면, 제어부(80)는 카메라(62)를 제어하여 핀 배열영 상을 촬영하고 촬영된 핀 배열영상에 기준핀이 촬영되었는지 여부를 판단한다(S1612, S1614). 핀 배열영상을 촬영하는 과정에서 본 발명에 따른 검사장치는 스마트 스캔 알고리즘을 이용하여 카메라(62)의 Z축 위치를 미세하게 조절할 수 있다. 스마트 스캔 알고리즘이란 본 발명의 일 구성요소인 카메라(62)가 최적의 카메라 렌즈 초점값을 가지도록 카메라(62)의 Z축 위치를 조절하는 알고리즘을 의미하며, 이에 대해서는 도 19를 참조하여 후술하도록 한다. 한편, 촬영된 영상을 분석하여 기준핀이 촬영되었는지 여부를 판단하는 기술 자체는 이미 공지된 영상분석기술을 이용하고 있는 바, 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

만일 촬영된 영상을 분석한 결과 기준핀이 촬영되지 않은 경우, 제어부(80)는 미리 설정된 알고리즘에 따라 카메라(62)를 나선형 방향으로 중첩되지 않게 다음 위치로 이동시킨 후 상술한 S1612 단계를 다시 수행한다(S1616). 이때, 카메라(62)의 이동방향, 이동거리는 필요에 따라 다양한 방법을 적용해 설정될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.

만일 촬영된 영상을 분석한 결과 기준핀이 촬영된 경우, 제어부(80)는 최적의 카메라 렌즈 초점값을 가지도록 스마트 스캔 알고리즘을 이용하여 카메라의 Z축 위치를 조절하고(S1618), 탐침을 탐색된 기준핀에 접촉시키고, 기준핀이 독립된 채널에 속하는지 판단한다(S1620, S1622).

판단한 결과 기준핀이 독립된 채널이 아닌 경우 제어부(80)는 상술한 S1616 단계로 되돌아 가고, 독립된 채널인 경우 제어부(80)는 핀 배열영상을 촬영하여 저장된 상대좌표 배열데이터와 비교하여 X, Y 좌표의 오프셋 데이터를 산출하여 저 장한다(S1624).

도 17은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브카드 검사장치의 평탄도 측정회로의 구성 블록도와 평탄도 측정과정을 도시한 순서도이다. 이하에서 도 17을 참조하여 본 발명에 따른 평탄도 측정과정에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 평탄도 검사회로는 릴레이 스위치(112), 릴레이 제어부(110), 테스트 로직 회로부(160), 평탄측정척(63), 척/카메라 구동부(20, 30, 52), 평탄도검사모듈(214)을 포함할 수 있다.

평탄측정척(63)은 테스트 로직 회로부(160)의 기준전압 출력단자에 연결되고, 척/카메라 구동부(20, 30, 52)의 제어에 따라 Z축 방향으로 이동되어 적어도 하나 이상의 프로브에 접속되며, 테스트 로직 회로부(160)로부터 입력되는 기준전압을 접속된 프로브로 출력하게 된다.

척/카메라 구동부(20, 30, 52)는 평탄도검사모듈(214)의 제어에 따라 평탄측정척(63)을 Z축 방향으로 이동시키게 된다.

테스트 로직 회로부(160)의 신호입력단자에는 릴레이 스위치(112)를 통해 프로브카드의 각 프로브가 일 대 일로 접속되며, 테스트 로직 회로부(160) 평탄측정척(63)을 통해 연결된 적어도 하나 이상의 프로브로 기준전압을 출력한 후 신호입력단자를 통해 입력되는 입력전류를 이용해 현재 평탄측정척(63)에 접속된 프로브의 갯수를 산출하여 평탄도검사모듈(214)로 출력하게 된다.

평탄도검사모듈(214)은 사용자의 입력에 따른 검사설정값에 따라 척/카메라 구동부(20, 30, 52)와 테스트 로직 회로부(160)의 작동을 제어하고, 테스트 로직 회로부(160)로부터 출력되는 접속된 프로브의 갯수를 이용하여 프로브카드의 평탄도를 산출하여 출력하게 된다.

도 17a에서 프로브 1~프로브 2600은 오프상태에서 릴레이 스위치 1~릴레이 스위치 2600 릴레이들의 클로즈 접점에 접속되어 있다. 이때, 사용자의 입력에 따라 평탄도 측정이 개시되면, 릴레이 스위치 1~릴레이 스위치 2600 릴레이들이 오픈 접점에 접속되어 프로브 1~프로브 2600은 릴레이 스위치(112)를 통해 테스트 로직 회로부(160)의 신호입력단에 일 대 일로 연결된다. 릴레이 스위치(112)가 동작하는 상태에서, 평탄도검사모듈(214)이 척/카메라 구동부(20, 30, 52)를 작동시켜 평탄측정척(63)을 Z축 방향으로 움직여 거리를 측정하고, 움직인 결과 프로브 핀들이 평탄측정척(63)에 접촉된 되는 경우 기준전압의 인가에 따른 전류가 발생되어 해당 라인의 릴레이를 거쳐 신호입력단자로 입력된다. 테스트 로직 회로부(160)는 신호입력단을 통해 입력된 전류를 미리 설정된 값과 비교하여 입력된 전류값이 미리 설정된 값을 초과하는 경우 해당 채널의 프로브 핀이 평탄측정척(63)에 접촉된 것으로 판단하고, 입력된 전류값이 미리 설정된 값 보다 작은 경우 해당 채널의 프로브 핀이 평탄측정척(63)에 접촉되지 않은 것으로 판단한다. 이때, 입력전류값을 이용해 접촉여부를 판단할 수도 있으며, 기준전압과 입력전류값을 이용해 저항을 측정하고, 측정된 저항값을 이용해 접촉여부를 판단하도록 구성될 수도 있다.

상술한 바와 같이 구성되는 평탄도 검사회로가 구동되는 과정을 도 17b를 참 조하여 설명하면 아래와 같다.

사용자가 평탄도 검사를 선택하는 경우 평탄도검사모듈(214)은 측정대상 프로브카드 데이터를 데이터베이스(220)로부터 로드하고(S1700), 사용자의 입력에 따라 첫핀 발견 후 모션이동거리, 유효 평탄값, 마더보드 높이, 프로브카드 높이를 설정하고 이를 검사설정값으로 저장한다(S1702, S1704, S1706). 이때, 사용자에게는 검사설정값 입력 인터페이스가 제공되며, 사용자는 인터페이스를 통해 검사설정값을 입력한다. 여기서 Overtravel은 프로브카드의 첫번째 핀이 평탄측정척(63)에 접촉된 후에 이동거리를 의미하며, MAX. Overtravel은 사용자가 선택적으로 더 이동할 경우 올리는 최대 거리, Planarity(Z dec +/-)는 검사가 종료된 후에 각 핀들이 평균 평탄도에서 어느 정도 값인지 측정하는 기준 값이다. Fixtue Height는 프로브카드를 감싸고 있는 마더보드의 높이를 의미하는데 프로브카드가 올려질 때 카드의 아랫면에 닿는 마더보드의 윗면에서 마더보드의 가장 아랫면까지의 거리를 의미한다. Probe Depth는 마더보드에 직접 맞닿는 프로브카드의 아랫면에서 프로브 핀(Needle)의 끝까지의 거리를 의미한다.

검사설정값 설정이 완료되면, 평탄도검사모듈(214)은 평탄도 검사를 시작하기전에 평탄측정척(63)을 Home(맨아래)로 이동하고 검사시작을 위해 준비 작업을 마친다.(S1708)

측정이 시작되면(S1710), 평탄도검사모듈(214)은 평탄측정척(63)을 미리 설정된 위치로 상향이동시킨다(S1712). 이때 이동되는 거리는 "이동거리 = 척 Home에서 Support Plate의 상단면 까지의 거리 + Fixture Height - Probe Depth"로 산출 될 수 있으나, 이동거리의 오차가 발생하는 경우 프로브 핀(needle)의 손상될 위험이 있으므로 여러 오차범위를 감안하여 척 Home에서 Support Plate의 상단면 까지의 거리를 1mm정도 여유를 주어 입력하는 것이 바람직하다.

다음으로 평탄도검사모듈(214)은 평탄측정척(63)을 미리 설정된 위치로부터 미리 설정된 거리만큼 상향 이동시킨다(S1714). 이때 미리 설정된 거리는 1μm 등으로 평판도 측정환경에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 이하에서는 설정거리를 1μm로 가정하고 설명하도록 한다.

평탄도검사모듈(214)은 평탄측정척(63)을 1μm 상향이동시킨 뒤, 프로브카드의 첫핀이 평탄측정척(63)에 접속되었는지 판단하여 첫핀이 접속되지 않은 경우 S1714 단계로 돌아가고, 첫핀이 접속된 경우 접속된 핀의 갯수를 측정한다(S1716, S1718). S1716 단계에서 평탄도검사모듈(214)은 핀의 접속여부를 판단하기 위해 50KOhm이하의 저항이 검출되면 핀이 평탄측정척(63)에 닿은 것으로 판단하여 S1718 단계로 검사과정을 진행시킨다. S1718 단계에서 평탄도검사모듈(214)은 평탄측정척(63)에 닿은 핀번호를 검사하여 HASH 테이블에 저장되어 있는 프로브카드의 채널 맵에 검출된 모든 핀번호를 찾아 현재 척의 높이를 micron 값으로 저장하고 입력된 Overtravel까지 이동하면서 척에 닿은 핀번호 검출을 한다.

프로브카드의 첫핀이 평탄측정척(63)에 접속된 후, 평탄도검사모듈(214)은 평탄측정척(63)을 현재 위치로 부터 1μm 상향 이동시키고(S1720), S1720 단계를 통해 상향이동된 거리와 설정된 모션이동거리를 비교하여 설정된 모션이동거리보다 상향이동된 거리가 작은 경우 S1718 단계로 돌아가 접속된 핀의 갯수를 측정하 고(S1722), 평탄측정척(63)이 설정된 모션이동거리만큼 상향이동된 경우 테스트 척을 맨 아래(Home)로 이동시킨다(S1724).

마지막으로 평탄도검사모듈(214)은 상향이동거리와 접속된 핀의 갯수를 이용하여 평균 평탄도를 산출하여 출력한다(S1726). 이때, 각 채널별루 검출된 평탄 높이값을 모두 더해서 검출된 핀 개수로 나누어 평균값을 구하고 평균 평탄값에서 검출된 채널의 평탄값을 뺀다음 저장한다. 평탄값의 절대값이 S1704에서 입력된 Planarity보다 같거나 작으면 평탄도는 PASS 아니면 FAIL 또는 평탄값이 검출이 안된 채널은 NOT FOUND로 처리되어 화면에 데이터와 색깔로 Visual하게 처리되어 나타난다.

도 18은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브카드 검사장치의 회전오차 산출과정을 도시한 순서도이다. 이하에서 도 18을 참조하여 본 발명에 따른 회전오차 산출과정에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.

먼저, 제어부(80)는 기준핀을 이용하여 산출/저장된 XY Offset 데이터를 로드하고(S1800), 프로브카드의 상대좌표 배열데이터를 분석하여 카메라(62)의 중심(카메라의 중심이란 XY평면상의 중심(원점)이 되는 위치로서 전술한 S1602 단계에서 카메라가 본 발명에 따른 검사장치의 중앙에 위치된 경우를 기준함)에서 가장 멀리 있는 핀 데이터를 확인한다(S1802).

가장 멀리 위치되어 있는 프로브핀의 상대좌표가 확인되면, 제어부(80)는 카메라(62)의 중심을 상대좌표 배열데이터의 원점으로 가정하고, 카메라(62)를 카메 라의 중심과 가장 멀리있는 핀 데이터에 따라 이동시킨다(S1804).

카메라(62)의 이동이 완료된 후, 제어부(80)는 카메라(62)를 제어하여 핀 배열영상을 촬영하고, 촬영된 핀 배열영상에 카메라의 중심과 가장 멀리있는 핀이 촬영되었는지 여부를 판단한다(S1806, S1808). 물론 이때도 전술한 바와 같이 스마트 스캔 알고리즘을 이용하여 카메라(62)의 Z축 위치를 세밀하게 조절하면서 영상을 촬영하도록 구성될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.

만일 촬영된 영상을 분석한 결과 카메라(62)의 중심과 가장 멀리있는 핀이 촬영되지 않은 경우, 제어부(80)는 미리 설정된 알고리즘에 따라 카메라(62)를 나선형 방향으로 중첩되지 않게 다음 위치로 이동시킨 후 상술한 S1806 단계로 되돌아가 다시 영상을 촬영하고, 촬영된 영상에 핀이 촬영됐는지 여부를 판단한다(S1810).

만일 촬영된 영상을 분석한 결과 카메라(62)의 중심과 가장 멀리있는 핀이 촬영된 경우, 제어부(80)는 최적의 카메라 렌즈 초점값을 가지도록 스마트 스캔 알고리즘을 이용하여 카메라(62)의 Z축 위치를 조절한다(S1812).

카메라(62)의 Z축 위치를 조절이 완료되면, 제어부(80)는 탐침(74)을 카메라의 중심에서 가장 멀리있는 핀에 접촉시키고(S1814), 카메라의 중심에서 가장 멀리있는 핀이 독립된 채널에 속하는지 판단한다(S1816).

판단한 결과 독립된 채널이 아닌 경우 제어부(80)는 상술한 S1810 단계로 되돌아 간다. 반면, 판단한 결과 핀이 독립된 채널인 경우 제어부(80)는 핀 배열영상을 촬영하고, 촬영된 핀 배열영상을 분석해 탐색된 가장 멀리있는 핀의 위치를 판 단한 후 상대좌표 배열데이터의 기준핀과 가장 멀리있는 핀 사이의 기울기와 실제 측정된 기준핀과 가장 멀리 있는 핀 사이의 기울기를 이용하여 회전오차 데이터를 산출/저장한다(S1818). 즉, 제어부(80)는 최초 입력된 상대좌표 배열데이터 상에서의 기울기와 실제 측정된 기울기를 비교하여 회전오차를 산출/저장한다. 예를 들어 최초 입력되어 저장된 상대좌표 배열데이터를 기준으로 기준핀과 가장 멀리있는 핀의 기울기를 산출했을 때 30도 였고, 실제 측정된 두 핀 사이의 기울기가 45도인 경우 15도의 회전오차가 산출되는 것이다.

또한 발명을 구성하기에 따라 회전오차를 산출하기 위한 핀을 복수로 탐색하여, 보다 정확한 회전오차를 산출하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로 본 발명이 복수의 핀을 탐색하도록 구성되는 경우 S1816 단계 이후 탐색대상이 되는 모든 핀에 대한 회전오차가 측정되었는지를 판단하고(S1818), 작업이 완료되지 않은 경우 카메라를 다음 핀으로 이동시켜 전술한 S1806 단계 내지 S1816 단계를 다시 수행하도록 구성될 수 있다(S1820). 이 경우, 최종적으로 산출되는 회전오차는 복수의 핀을 대상으로 결정되는 각 회전오차의 평균값이 최종 회전오차로 결정될 것이다.

도 19는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브카드 검사장치의 스마트 스캔 알고리즘을 설명하기 위한 개념도이다. 이하에서 도 19를 참조하여 본 발명에 따른 스마트 스캔 알고리즘에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 스마트 스캔 알고리즘은 본 발명의 일 구성요소인 카메 라(62)가 최적의 카메라 렌즈 초점값을 가지도록 카메라(62)의 Z축 위치를 조절하는 알고리즘을 의미한다. 본 발명은 이러한 스마트 스캔 알고리즘을 통하여 카메라(62)를 통해 선명한 영상을 획득하여 정확한 비전정보를 측정할 수 있는 동시에 측정대상 프로브핀의 정확한 Z축상의 위치를 판단할 수 있는 효과를 기대할 수 있게 된다.

먼저 제어부(80)는 최초위치에서 상기 카메라를 통해 제 1 영상을 촬영한 후, 상기 카메라를 설정거리만큼 Z축으로 상향이동시켜 제 2 영상을 촬영하고 제 1 영상과 제 2 영상을 비교하여 카메라 초점값의 증가/감소 여부를 판단한다.

판단한 결과, 제어부(80)는 카메라 초점값이 증가된 경우 최초위치에서 카메라를 반복적으로 설정거리만큼 Z축으로 하향이동시키면서 영상을 촬영하고, 촬영된 영상과 하향이동 전 촬영된 영상을 비교하여 카메라 초점값이 감소되는 최적영역을 검출한다.

판단한 결과, 제어부(80)는 카메라 초점값이 감소된 경우 최초위치에서 상기 카메라를 반복적으로 설정거리만큼 Z축으로 상향이동시키면서 영상을 촬영하고, 촬영된 영상과 상향이동 전 촬영된 영상을 비교하여 카메라 초점값이 증가되는 최적영역을 검출한다.

최적영역이 검출되면, 제어부(80)는 설정거리가 1㎛인지 판단하고, 설정거리가 1㎛를 초과하는 경우 설정거리를 감소시켜 설정거리를 재설정하며 최초위치를 검출된 최적영역의 중간위치로 재설정한 후 전술한 과정을 다시 수행하고, 설정거리가 1㎛인 경우 검출된 최적영역을 최적의 카메라 렌즈 초점값을 가지는 카메라의 Z축 위치로 결정한다.

보다 바람직하게, 본 발명에 따른 제어방법은 전술한 최적영역을 검출하는 과정은 3번 반복하여 수행하도록 구성될 수 있다.

이때, 전술한 최적영역을 검출하는 과정이 첫번째로 수행되는 경우 카메라가 Z축으로 상향이동된 최초위치가 상대적 위치로 0으로 정의되며, 총 이동범위는 Z축으로 '-32㎛ ~ +32㎛'까지이고, 설정거리는 8㎛이다.

이때, 전술한 최적영역을 검출하는 과정이 두번째로 수행되는 경우 첫번째로 검출된 최적영역의 중간위치가 최초위치로 정의되고, 총 이동범위는 Z축으로 '첫번째 중간위치-12㎛ ~ 첫번째 중간위치+12㎛'까지이며, 설정거리는 4㎛이다.

이때, 최적영역을 검출하는 과정이 세번째로 수행되는 경우 두번째로 검출된 최적영역의 중간위치가 최초위치로 정의되고, 총 이동범위는 Z축으로 '두번째 중간위치-4㎛ ~ 두번째 중간위치+4㎛'까지이며, 설정거리는 1㎛이다.

도 19는 최적의 렌즈위치가 -22인 경우의 스마트 스캔 알고리즘 수행과정을 도시한 개념도로서, 도 19a는 최적영역을 검출하는 과정이 첫번째로 수행과정의 개념도이고, 도 19b는 최적영역을 검출하는 과정이 두번째로 수행되는 과정의 개념도이며, 도 19c는 최적영역을 검출하는 과정이 세번째로 수행되는 과정의 개념도이다.

도 19a에서 현재 카메라의 Z축 위치가 0이 되며, 최적영역을 검출하기 위한 이동범위는 '-32㎛ ~ +32㎛'까지이고, 한번 촬영 후 이동되는 설정거리는 8㎛(64㎛를 8등분)가 된다. 카메라가 상향이동되면서 영상을 촬영하는 경우 촬영된 영상에 나타나는 핀끝의 상이 점점 커져서 초점값이 커지게 된다. 전술한 바와 같이 최적의 렌즈위치가 -22이므로 0에서 +32㎛까지 8㎛씩 상향이동시키면서 영상을 촬영하더라도 초점값이 계속 증가하므로, 제어부(80)는 0에서 +32㎛까지의 범위에는 최적영역이 없는 것으로 판단하고, 다시 카메라를 0에서 -32㎛까지 8㎛씩 하향이동시키면서 영상을 촬영하게 된다. 이 경우 -16㎛까지는 초점값이 감소하고 -24㎛에서 초점값이 커지게 되므로, 제어부(80)는 -16㎛를 기준으로하여 '-24㎛ ~ -8㎛'를 첫번째 최적영역으로 판단하고, 두번째 최적영역을 검출하는 과정을 수행하게 된다.

도 19b에서 첫번째 검출된 최적영역인 '-24㎛ ~ -8㎛'의 중간값인 -16㎛가 두번째 최적영역을 검출하기 위한 최초위치가 되고, 이동범위는 '-24㎛ ~ -8㎛'가 되며, 한번 촬영 후 이동되는 설정거리는 4㎛로 설정된다. 제어부(80)는 카메라를 이동범위 내에서 4㎛씩 상향 또는 하향이동시키면서 영상을 촬영하여 초점값의 변화추세를 판단하게 되며, 판단한 결과 -20㎛까지는 초점값이 감소하고 -24㎛에서 초점값이 커지게 되므로, 제어부(80)는 -20㎛를 기준으로하여 '-24㎛ ~ -16㎛'를 두번째 최적영역으로 판단하고, 세번째 최적영역을 검출하는 과정을 수행하게 된다.

도 19c에서 두번째 검출된 최적영역인 '-24㎛ ~ -16㎛'의 중간값인 -20㎛가 두번째 최적영역을 검출하기 위한 최초위치가 되고, 이동범위는 '-24㎛ ~ -16㎛'가 되며, 한번 촬영 후 이동되는 설정거리는 1㎛로 설정된다. 제어부(80)는 카메라를 이동범위 내에서 1㎛씩 상향 또는 하향이동시키면서 영상을 촬영하고 초점값의 변화추세를 판단하여 -22㎛를 최적의 카메라 렌즈 위치로 결정하게 된다.

도 20은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브카드 검사장치의 전류측정 회로와 오픈검사 회로 구성 블록도이다.

도 20a에서 릴레이 스위치1~릴레이 스위치2600의 릴레이들은 오프상태에서 모두 동일한 클로즈 접점상태로 접속되어 있으며, 측정대상 프로브핀이 프로브2인 경우 오픈검사모듈(208)은 릴레이 제어부(110)를 제어하여 프로브2에 연결된 릴레이를 동작시켜 전류측정부(130)의 기준전압 출력단자로부터 출력되는 기준전압이 프로브2에 인가될 수 있도록 한다. 이 상태에서 제어부(80)가 탐침(74)을 프로브 2에 접속시키면 전기적이 회로가 형성되어 프로브 2로부터 출력되는 전류가 전류측정부(130)의 전류 입력단자로 입력된다. 오픈검사모듈(208)은 기준전압과 측정된 전류값을 이용하여 프로브 2의 저항값을 산출하고, 산출된 저항값과 허용저항값을 비교하여 프로브 2의 오픈여부를 판단하여 출력하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 제어부(80)는 오픈검사 중 탐침(74)에 접속된 프로브핀에 대한 채널번호를 스캔할 수 있도록 구성될 수 있다. 즉, 오픈검사결과 해당 프로브핀이 오픈된 것으로 판단되는 경우, 제어부(80)는 측정대상 프로브핀이 실제 연결된 채널번호를 검색할 수 있다.

이러한 핀서치 기능을 수행하기 위하여 본 발명은 도 20b에 도시된 바와 같이 구성되는 핀서치회로를 제공한다. 핀서치회로의 테스트 로직 회로부(160)의 신호입력단자는 릴레이 스위치(112)를 통해 프로브카드의 각 프로브에 일 대 일로 접속되있으며, 테스트 로직 회로부(160)의 기준전압 출력단자는 탐침(74)에 연결되어 있다. 오픈검사모듈(208)은 제어부(80)로부터 스캔제어신호가 입력되는 경우 테스트 로직 회로부(160)를 제어하여 현재 탐침(74)과 접속되어 있는 프로브로 기준전압을 출력한 후, 테스트 로직 회로부(160)의 신호입력단자를 통해 입력되는 전류을 이용해 현재 접속된 프로브에 대한 채널번호를 판단하여 출력하게 된다.

도 20b에서 릴레이 스위치1~릴레이 스위치2600의 릴레이는 모두 동작하고, 테스트 로직 회로부(160)에서 기준전압이 출력되어 탐침(74)을 통해 프로브 2로 입력된다. 오픈검사모듈(208)은 프로브2에 공급된 전압을 통하여 테스트 로직 회로부(160)의 CH2로 입력된 값을 이용하여 프로브2가 연결된 채널번호를 판단하여 출력/저장하게 된다.

도 21은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브카드 검사장치의 쇼트검사 회로의 구성 블록도이다. 본 발명에 따른 검사장치에서 프로프핀의 쇼트여부를 검사하기 위한 방법으로 도 21 과 같은 회로를 구현할 수 있으며, SW 1 ~ SW 2,600은 릴레이 스위치에서 사용하는 각각의 릴레이를 의미한다.

도 21에서 프로브 1 ~ 프로브 2,600은 Off 상태에서 SW 1 ~ SW 2600 릴레이들의 Close 접점을 통하여 모든 Probe 들이 접속되어 있다. 제어부는 쇼트검사모드에서 해당 릴레이를 동작시켜서 도 21의 SW 2의 상태를 만들고 전압을 인가한다.

만일 프로브 2와 프로브 3 사이에 전기적인 저항 통로 R(또는 전류누설통로)이 존재한다면, SW 3으로 SW 2에 인가된 전류 I가 흐르게 될 것이다. 따라서 원하는 측정값이 계측되었는지를 판단하여 현재의 측정점 프로브 2가 다른 프로브 라인 과 전기적인 통로가 연결되었는지 또는 누설전류가 존재하는지 여부를 결정하고 다음 채널로 이동한다.

도 22는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브카드 검사장치의 캐패시터 검사회로의 구성 블록도이다. 본 발명에 따른 검사장치에서 캐패시터를 검사하기 위한 방법으로 도 22와 같은 회로를 구현할 수 있으며, SW 1 ~ SW 2,600은 릴레이 스위치에서 사용하는 각각의 릴레이를 의미한다

도 22에서 프로브 1 ~ 프로브 2,600은 Off 상태에서 SW 1 ~ SW 2600 릴레이들의 Close 접점에 접속되어 있다. 프로브카드 상에 프로브 1과 프로브 2 사이에 캐패시터(Capacitor)가 존재하고, 이 연결을 차단하는 릴레이 RE1이 존재할 경우, 이 캐패시터의 값을 측정할 필요가 있을 것이다.

제어부는 우선 RE1에 해당하는 동작 명령을 실행하여 표현된 릴레이 RE1을 On상태로 바꾸어 접점상태가 되도록하며, 또한 제어부는 동시에 릴레이 스위치의 SW 1의 동작을 실행 시킨다.

그러면 LRC 측정부로부터 출력되어 SW 1을 통과한 테스트 신호가 캐패시터 C에 인가되어 SW 2를 거처 복귀하게 되고 이 회로 캐패시터의 충방전 특성이 SW 1과 SW 2를 거쳐 캐패시터 값이 측정된다.

본 발명은 특허청구범위에서 청구하는 요지를 벗어나지 않고도 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 본 발 명의 기술보호범위는 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 않는다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치를 도시한 사시도.

도 2 는 도 1에 도시된 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치의 측면도.

도 3 은 도 1에 도시된 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치의 정면도.

도 4 는 도 1에 도시된 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치의 평면도.

도 5 는 도 1에 도시된 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치에 채용된 지지프레임을 도시한 사시도.

도 6 은 도 1에 도시된 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치에 채용된 승강부의 측면도.

도 7 은 도 1에 도시된 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치에 채용된 카메라부의 측면도.

도 8 은 도 1에 도시된 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치에 채용된 평탄측정척을 도시한 사시도.

도 9 는 도 1에 도시된 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치에 채용된 탐침부를 도시한 측면도.

도 10 은 도 9에 도시된 탐침부의 수평이동부를 도시한 측면도.

도 11 은 도 10에 도시된 탐침부의 수직이동부를 도시한 측면도이다.

도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브카드 검사장치의 전자적 구성 블록도.

도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브카드 검사장치의 마더보드 등록과정을 도시한 순서도 및 예시도.

도 14는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브카드 검사장치의 프로브카드 등록과정을 도시한 순서도 및 예시도.

도 15는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브카드 검사장치의 비전측정/오픈검사 과정을 전체적으로 도시한 순서도.

도 16은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브카드 검사장치의 기준핀 탐색 및 X,Y 오프셋 데이터 측정과정을 도시한 순서도.

도 17은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브카드 검사장치의 평탄도 측정회로의 구성 블록도와 평탄도 측정과정을 도시한 순서도.

도 18은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브카드 검사장치의 회전오차 산출과정을 도시한 순서도.

도 19는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브카드 검사장치의 스마트 스캔 알고리즘을 설명하기 위한 개념도.

도 20은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브카드 검사장치의 전류측정 회로와 오픈검사 회로의 구성 블록도.

도 21은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브카드 검사장치의 쇼트 검사 회로의 구성 블록도.

도 22는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브카드 검사장치의 캐패시터 검사회로의 구성 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 비전 검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치

10 : 본체 11 : 마더보드

11a : 포고블록 인터페이스 20 : X축 구동부

21 : X축 구동모터 22 : X축 커플링

23 : X축 볼스크류 24 : X축볼스크류 슬라이더

25 : X축 레일 26 : X축 슬라이더

27 : X축 체인 28 : X축리미트스위치

30 : Y축 구동부 31 : Y축 구동모터

32 : Y축 커플링 33 : Y축 볼스크류

34 : Y축볼스크류 슬라이더 35 : Y축 레일

36 : Y축 슬라이더 37 : Y축 체인

38 : Y축리미트스위치 40 : 지지프레임

41 : 지지레일 50 : 승강부

51 : 승강몸체 51a : 승강지지 슬라이더

51b : 경사판 52 : 구동부

52a : 구동모터 52b : 구동슬라이더

52c : 구동경사판 60 : 카메라부

61 : 카메라 브래킷 62 : 카메라

63 : 평탄측정척 70 : 탐침부

71 : 탐침수평이동부 71a : 브래킷

71b : 수평베이스 71ba : 리미트스위치

71c : 수평구동실린더 71d : 수평이동브래킷

71da : 지지돌기 72 : 탐침수직이동부

72a : 하부베이스 72aa : 하부지지돌기

72b : 상부베이스 72ba : 상부지지돌기

72bb : 캠홀 72c : 수직구동모터

72ca : 편심캠 72d : 탄성체

73 : 로드셀 74 : 탐침

80 : 제어부 80a : 모니터

Claims (7)

1. 카메라, 평탄도 측정수단, 오픈검사수단을 구비한 비전검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치 제어방법에 있어서,

   (a) 사용자의 선택에 따라 선택된 프로브카드의 상대좌표 배열데이터를 로드하는 단계;

   (b) 상기 카메라를 프로브카드 검사장치의 중앙으로 이동시키는 단계;

   (c) 상기 평탄도 측정수단을 이용하여 프로브카드의 평탄도를 측정하고, 프로브카드의 모든 핀에 대한 평탄데이터를 산출하는 단계;

   (d) 산출된 평탄데이터를 근거로 상기 카메라를 Z축으로 상향이동시는 단계;

   (e) 상기 카메라를 제어하여 핀 배열영상을 촬영하고 촬영된 핀 배열영상을 분석해 기준핀을 탐색하며, 기준핀이 탐색된 경우 최적의 카메라 렌즈 초점값을 가지도록 상기 카메라의 Z축 위치를 조절하여 핀 배열영상을 촬영하고, 촬영된 핀 배열영상을 분석해 탐색된 기준핀의 위치를 판단한 후 상대좌표 배열데이터와 비교하여 X, Y 좌표의 오프셋 데이터를 산출하는 단계;

   (f) 카메라로부터 가장 멀리 있는 핀을 탐색하고, 카메라로부터 가장 멀리 있는 핀이 탐색된 경우 최적의 카메라 렌즈 초점값을 가지도록 상기 카메라의 Z축 위치를 조절하여 핀 배열영상을 촬영하며, 촬영된 핀 배열영상을 분석해 탐색된 가장 멀리있는 핀의 위치를 판단한 후 상대좌표 배열데이터의 기준핀과 가장 멀리있는 핀 사이의 기울기와 실제 측정된 기준핀과 가장 멀리 있는 핀 사이의 기울기를 이용하여 회전오차 데이터를 산출하는 단계; 및

   (g) 상대좌표 배열데이터, 모든 핀에 대한 평탄데이터, X, Y 좌표의 오프셋 데이터, 회전오차 데이터를 이용하여 프로브카드 각 핀의 상대좌표 배열데이터를 보정/저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치 제어방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 비전검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치 제어방법은,

   (h) 상기(g) 단계에서 산출된 각 핀의 보정된 상대좌표 데이터를 적용하여 상기 카메라와 상기 오픈검사수단을 제어하여 각 핀에 대한 비전측정과 오픈검사를 수행하고, 비전측정결과와 오픈검사결과를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비전검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치 제어방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 (e) 단계는,

   (e1) 상기 상대좌표 배열데이터를 분석하여 상기 카메라의 중심과 가장 근접한 위치에 있는 기준핀 데이터를 확인하는 단계;

   (e2) 상기 카메라의 중심을 상대좌표 배열데이터의 원점으로 가정하고, 상기 카메라를 상대좌표 배열데이터의 기준핀 데이터에 따라 이동시키는 단계;

   (e3) 상기 카메라를 제어하여 핀 배열영상을 촬영하고, 촬영된 핀 배열영상에 기준핀이 촬영되었는지 여부를 판단하는 단계;

   (e4) 상기 (e3) 단계에서 기준핀이 촬영되지 않은 경우 미리 설정된 알고리즘에 따라 상기 카메라를 나선형 방향으로 중첩되지 않게 다음 위치로 이동시킨 후 상기 (e3) 단계로 되돌아가는 단계;

   (e5) 상기 (e3) 단계에서 기준핀이 촬영된 경우 최적의 카메라 렌즈 초점값을 가지도록 상기 카메라의 Z축 위치를 조절하고 핀 배열영상을 촬영하는 단계;

   (e6) 탐침을 상기 기준핀에 접촉시키고, 상기 기준핀이 독립된 채널에 속하는지 판단하는 단계;

   (e7) 상기 (e6) 단계에서 판단한 결과 독립된 채널이 아닌 경우 상기 (e4) 단계로 되돌아 가고, 독립된 채널인 경우 핀 배열영상을 촬영하여 상대좌표 배열데이터와 비교하여 X, Y 좌표의 오프셋 데이터를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치 제어방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 (f) 단계는,

   (f1) 상기 상대좌표 배열데이터를 분석하여 상기 카메라의 중심과 가장 멀리있는 핀 데이터를 확인하는 단계;

   (f2) 상기 카메라의 중심을 상대좌표 배열데이터의 원점으로 가정하고, 상기 카메라를 카메라의 중심과 가장 멀리있는 핀 데이터에 따라 이동시키는 단계;

   (f3) 상기 카메라를 제어하여 핀 배열영상을 촬영하고, 촬영된 핀 배열영상에 카메라의 중심과 가장 멀리있는 핀이 촬영되었는지 여부를 판단하는 단계;

   (f4) 상기 (f3) 단계에서 카메라의 중심과 가장 멀리있는 핀이 촬영되지 않은 경우 미리 설정된 알고리즘에 따라 상기 카메라를 나선형 방향으로 중첩되지 않게 다음 위치로 이동시킨 후 상기 (f3) 단계로 되돌아가는 단계;

   (f5) 상기 (f3) 단계에서 카메라의 중심과 가장 멀리있는 핀이 촬영된 경우 최적의 카메라 렌즈 초점값을 가지도록 상기 카메라의 Z축 위치를 조절하고 핀 배열영상을 촬영하는 단계;

   (f6) 탐침을 상기 카메라의 중심과 가장 멀리있는 핀에 접촉시키고, 상기 카메라의 중심과 가장 멀리있는 핀이 독립된 채널에 속하는지 판단하는 단계; 및

   (f7) 상기 (f6) 단계에서 판단한 결과 독립된 채널이 아닌 경우 상기 (f4) 단계로 되돌아 가고, 독립된 채널인 경우 핀 배열영상을 촬영하고, 촬영된 핀 배열영상을 분석해 탐색된 가장 멀리있는 핀의 위치를 판단한 후 상대좌표 배열데이터의 기준핀과 가장 멀리있는 핀 사이의 기울기와 실제 측정된 기준핀과 가장 멀리 있는 핀 사이의 기울기를 이용하여 회전오차 데이터를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치 제어방법.
5. 제2항에 있어서,

   상기 (h) 단계는,

   (h1) 보정된 상대좌표 데이터와 모든 핀에 대한 평탄데이터를 로드하는 단계;

   (h2) 미리 설정된 알고리즘에 따라 측정대상 핀의 보정된 상대좌표 데이터에 따라 상기 카메라를 이동시키는 단계;

   (h3) 측정대상 핀의 평탄데이터를 참조하여 상기 카메라를 Z축방향으로 상향이동시키는 단계;

   (h4) 측정대상 핀의 중앙위치로 상기 카메라를 이동시키는 단계;

   (h5) 상기 카메라를 이용하여 측정대상 핀 영상을 촬영하고, 촬영된 핀 영상을 분석하여 비전측정데이터(X,Y 정렬 데이터, 팁 사이즈 데이터)를 산출/저장하는 단계;

   (h6) 상기 카메라의 중앙으로 상기 탐침을 이동시킨 후, 상기 탐침이 상기 카메라의 중앙에 위치하면 평탄데이터를 참조하여 상기 탐침을 Z축방향으로 상향이동시켜 측정대상 핀에 접촉시키는 단계;

   (h7) 상기 오픈검사수단을 제어하여 오픈검사를 수행하는 단계;

   (h8) 오픈검사결과 전기신호가 검출되는지 판단하는 단계;

   (h9) 전기신호가 검출되지 않는 경우 최적의 카메라 렌즈 초점값을 가지도록 상기 카메라의 Z축 위치를 조절하고, 상기 (h6) 단계로 되돌아가는 단계;

   (h10) 전기신호가 검출되는 경우 로드셀을 이용하여 측정대상 핀의 무게를 측정하고 저장하는 단계; 및

   (h11) 프로브카드의 모든 핀에 대한 검사가 완료되었는지 판단하고, 검사가 완료된 경우 측정된 결과를 저장하고 과정을 종료하며, 검사가 완료되지 않은 경우 미리 설정된 알고리즘에 따라 다음 측정대상 핀을 선택하고 상기 (h2) 단계로 되돌아가는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치 제어방법.
6. 제1항에 있어서,

   최적의 카메라 렌즈 초점값을 가지도록 상기 카메라의 Z축 위치를 조절하는 방법은,

   (가) 최초위치에서 상기 카메라를 통해 제 1 영상을 촬영한 후, 상기 카메라를 설정거리만큼 Z축으로 상향이동시켜 제 2 영상을 촬영하고 제 1 영상과 제 2 영상을 비교하여 카메라 초점값의 증가/감소 여부를 판단하는 단계;

   (나) 상기(가) 단계에서 카메라 초점값이 증가된 경우 최초위치에서 상기 카메라를 반복적으로 설정거리만큼 Z축으로 하향이동시키면서 영상을 촬영하고, 촬영된 영상과 하향이동 전 촬영된 영상을 비교하여 카메라 초점값이 감소되는 최적영역을 검출하는 단계;

   (다) 상기(가) 단계에서 카메라 초점값이 감소된 경우 최초위치에서 상기 카메라를 반복적으로 설정거리만큼 Z축으로 상향이동시키면서 영상을 촬영하고, 촬영 된 영상과 상향이동 전 촬영된 영상을 비교하여 카메라 초점값이 증가되는 최적영역을 검출하는 단계; 및

   (라) 설정거리가 1㎛인지 판단하고, 설정거리가 1㎛를 초과하는 경우 설정거리를 감소시켜 설정거리를 재설정하며 최초위치를 검출된 최적영역의 중간위치로 재설정한 후 상기 (가) 단계 내지 (다) 단계를 다시 수행하고, 설정거리가 1㎛인 경우 검출된 최적영역을 최적의 카메라 렌즈 초점값을 가지는 상기 카메라의 Z축 위치로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치 제어방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 (가) 단계 내지 (다) 단계는 3번 반복하여 수행되고,

   상기 (가) 단계 내지 (다) 단계가 첫번째로 수행되는 경우 카메라를 Z축으로 상향이동된 최초위치가 상대적 위치로 0으로 정의되며, 총 이동범위는 Z축으로 '-32㎛ ~ +32㎛'까지이고, 설정거리는 8㎛이며,

   상기 (가) 단계 내지 (다) 단계가 두번째로 수행되는 경우 첫번째로 검출된 최적영역의 중간위치가 최초위치로 정의되고, 총 이동범위는 Z축으로 '첫번째 중간위치-12㎛ ~ 첫번째 중간위치+12㎛'까지이며, 설정거리는 4㎛이고,

   상기 (가) 단계 내지 (다) 단계가 세번째로 수행되는 경우 두번째로 검출된 최적영역의 중간위치가 최초위치로 정의되고, 총 이동범위는 Z축으로 '두번째 중간 위치-4㎛ ~ 두번째 중간위치+4㎛'까지이며, 설정거리는 1㎛인 것을 특징으로 하는 비전검사기능이 구비된 프로브카드 검사장치 제어방법.

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